Выбор схем электроснабжения для улучшения качества электроэнергии

Анализ влияния электроприемников с усложненным режимом электропотребления показал, что показатели качества напряжения ухудшаются с ростом мощности указанных приемников и при уменьшении мощности короткого замыкания в точке подключения их к электросети.

Колебания напряжения пропорциональны набросу мощности ударной реактивной нагрузки и обратно пропорциональны мощ­ности КЗ:

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряже­ния, %, пропорционален суммарной мощности преобразовательных агрегатов:

Коэффициент несимметрии обратной последовательности, %, пропорционален мощности однофазной нагрузки:

Следовательно, для улучшения всех показателей качества элект­роэнергии целесообразно подключение электроприемников с услож­ненными режимами работы в точках системы с наибольшими зна­чениями мощности КЗ. А применение средств ограничения токов КЗ в сетях, содержащих специфические нагрузки, следует произво­дить только в пределах, необходимых для обеспечения надежной работы коммутационных аппаратов и электрооборудования.

Однако возможности ограничения влияния специфических на­грузок повышением токов КЗ недостаточны.

Более широкие возможности применения схем электроснабже­ния, повышающих качество напряжения в системах электроснаб­жения промышленных предприятий, создаются путем рациональ­ного разделения питания «спокойной» и специфической нагрузки.

К таким решениям относятся следующие:

отдельные глубокие вводы к цехам с резкопеременной и несину­соидальной нагрузкой;

четырехсекционная схема главной понижающей подстанции на напряжении 6... 10 кВ с трансформаторами с расщепленными вто­ричными обмотками и со сдвоенными реакторами для раздельного питания «спокойной» и специфической нагрузки;

включение главных трансформаторов ГПП на параллельную ра­боту включением секционного выключателя напряжением 6... 10 кВ, когда это допустимо по токам КЗ; это мероприятие можно приме­нять и временно, например, в периоды пуска крупных двигателей;

в цеховых сетях питание осветительной нагрузки отдельно от силовой резкопеременной (например, от сварочных агрегатов).

Наиболее эффективным средством уменьшения колебания на­пряжения является нормирование допустимой мощности потре­бителей электроэнергии с резкопеременным графиком нагрузки (не более 10% от номинальной мощности питающего трансфор­матора). Из технических средств уменьшения колебаний напряжения можно выделить: статические быстродействующие источ­ники реактивной мощности, отрабатывающие реальный график потребления реактивной мощности потребителей с резкоперемен­ным графиком; установки продольной компенсации, компенсиру­ющие часть суммарного индуктивного сопротивления сети. Од­нако использование этих технических средств обходится дорого и порождает новые проблемы.

Область допустимых несимметричных режимов может быть оце­нена по максимально допустимой однофазной нагрузке, при кото­рой показатели несимметрии не выходят за пределы нормы в нор­мальном режиме. При преобладающей недвигательной нагрузке максимально допустимая однофазная нагрузка составляет 10% от номинальной мощности питающего трансформатора. При преоб­ладании электродвигательной нагрузки максимально допустимая однофазная нагрузка составляет 20% от номинальной мощности питающего трансформатора.

Из технических средств уменьшения несимметрии напряжения следует выделить использование симметрирующих устройств. Тео­ретически при любой несимметричной нагрузке можно создать сим­метрирующие устройства на базе емкостных и индуктивных элемен­тов, которые полностью компенсируют напряжения обратной и ну­левой последовательности на нагрузке. Однако реальная несимметрия напряжения не стационарна, а регулируемые симметрирующие уст­ройства сложны, дорогостоящи и их применение порождает новые проблемы (в частности, несинусоидальность напряжения).